2022年遥感原理复习总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载遥感 ：使用某种传感器,不直接接触被讨论的目标,感测 辐射能量；目标的特点信息 （一般是电磁波的反射辐射或者发射辐射）大气的散射：经过传输、处理,从中提取人们感爱好的信息的过程；A、匀称散射：当不匀称颗粒的直径 a 时,发生匀称分类方式：散射,散射强度与波长无关；1、按遥感平台分 B、米氏 Mie 散射地面遥感、航空遥感、航天遥感、宇航遥感；假如介质中不匀称颗粒的直径 a 与入射波长同数量级,发2、按传感器的探测波段范畴分 紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感；3、按工作方式分：主动遥感、被动遥感；4、按记录信息的表现形

2、式分：像遥感、非成像遥感；生米氏散射；散射强度与波长的二次方成反比；米氏散射的特点：（1）电磁波可以穿透介质表面而深化到散射颗粒的内部；（2）由于颗粒尺度与波长可以相像,所以颗粒的不同部5、按遥感的应用领域分2）探测范畴大位往往处在不同的电场强度下,导致诱发电流的产生,一遥感的特点：方面这高度电流会产生高变的磁场,另一方面电流的存在（1）真实性、客观性（意味着焦耳热损耗的显现电磁波的吸取；（3）资料新奇且能快速反应动态变化（4）成图快速（ 5）收集资料便利C、瑞利（ Rayleigh）散射 瑞利散射 （也称分子散射） 的条件是介质中的不匀称颗粒遥感技术系统包括：的直径 a 远小于入射电磁波波长

3、,散射强度与波长的四次1、目标的信息特性 2、目标信息的传输3、空间信息采集 4、地面接收与预处理5、信息处理 6、信息分析与应用遥感物理基础方成反比；大气散射系数与高度的关系：大气散射系数由分子散射和气溶胶散射两部分组成；气溶 胶颗粒密度随高度呈指数衰减；就平均状况而言, 4km 以黑体 ：在任何温度下, 对各种波长的电磁辐射的吸取系数 下的气溶胶米氏散射占优势,4km 以上的分子散射占相对等于 1（100%）的物体；优势；黑体辐射三个特性 大气窗口 ：电磁波通过大气层时较少被反射,吸取和散射1、温度越高,总的辐射通量密度越大,不同温度的曲线 的,透射率较高；不同；光学厚度： 消光系数沿大气

4、传输路径的积分,是表征大气2、随着温度的上升,辐射最大值所对应的波长向短波方介质对辐射衰减程度的无量纲量；向移动；大气的总光学厚度：在某一垂直路径上,从大气顶层到地3、辐射通量密度随波长连续变化,每条曲线只有一个最 表的总衰减系数；大值；大气对电磁波的作用：地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准；太阳辐射透过大气并被地表反射（有用的）；发射率 Emissivity定义：地物的辐射出射度（单位面积上 太阳辐射被大气散射后被地表反射（订正后有用）；发出的辐射总通量）W 与同温下的黑体辐射出射度 W 黑 太阳辐射被大气散射后直接进入传感器；的比值；太阳辐射透过大气被地物反射后又被地表发射进入传感基尔霍

5、夫定律定义：在肯定温度下, 地物单位面积上的辐 器；射通量 W 和吸取率之比,对于任何物体都是一个常数,被视场以外地物反射后进入视场的交叉辐射项；并等于该温度下同面积黑体辐射通量W 黑； 地球辐射定义：地球表面和大气电磁辐射的总称；性质：在给定的温度下,物体的发射率=吸取率（同一波地球辐射分段特性的意义：段）；吸取率越大,发射率也越大；可见光和近红外波段遥感图像上的信息来自地物反射特红外辐射与微波辐射比较：1. 任何物体在肯定的温度下,不仅向外发射红外辐射,也发射微波辐射； 二者基本相像； 但微波是地物低温状态下的重要辐射特性,温度越低,微波辐射越明显；2. 微波辐射比红外辐射弱得多,但技术上

6、可以经过处理来接收；发射光谱特性：地物的发射率随波长变化的规律；发射光谱曲线： 依据发射率和波长之间的关系绘成的曲线；等效温度 ：为了分析物体的辐射才能,常用最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线来表达,这时黑体辐射温度称为该物体的等效辐射温度；亮度温度 ：它是衡量地物辐射特点的重要指标；指等物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时,该黑体的肯定温度即为亮度温度；太阳辐射：太阳是被动遥感主要的辐射源,又叫太阳光,在大气上界和海平面测得的太阳辐射曲线太阳常数： 不受大气影响, 在距太阳一个天文单位内,垂直于太阳辐射方向, 单位面积单位时间黑体所接受的太阳性；中红外波段遥感图像上,既有地表反射太阳辐射的信

7、息,也有地球自身的热辐射的信息；热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐射特性；地物波谱： 地物的电磁波响应特性随电磁波长转变而变化 的规律,称为地表物体波谱,简称地物波谱；地物波谱特性 ：地物波谱随波长变化而变化的特性,是电 磁辐射与地物相互作用的一种表现；地物波谱的作用： 不同类型的地物, 其电磁波响应的特性 不同,因此地物波谱特点是遥感识别地物的基础；反射类型： 依据地表目标物体表面性质的不同,物体反射 大体上可以分为三种类型,即镜面反射、 漫反射、 实际物 体的反射；镜面反射： 发生在光滑物体表面的一种反射；物体的反射 入射角等 满意反射定律, 反射波和入射波在同一平面内,于反射角

8、；漫反射 ：发生在特别粗糙的表面上的一种反射现象；不论名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载入射方向如何,其反射出来的能量在各个方向是一样的；五等以上的恒星, 并精确记录卫星运行时刻,再依据恒星影响地物波谱的特点因素 星历表,摄影机标称光轴指向等数据解算姿势角方向反射：介于镜面和朗伯面 （漫反射）之间的一种反射；3、3 个 GPS方法自然界种绝大多数地物的反射都属于这种类型的反射,又 将三台 GPS 接收机装在摄影机组上,同时接收四颗以上叫非朗伯面反射；1、太阳位置 2、传感器位置3.不同的地理位置

9、4.地物本身的变异地物波谱测量的意义：1）传感器波段的挑选、验证、评判；2）建立地面、航空和航天遥感数据的定量关系；3）地物光谱数据与地物特点的相关分析；遥感平台春分点 ：黄道面与赤道面在天球上的交点GPS卫星的信号, 反算出每台接收机上的三维坐标,进而 解算出摄影机的三个姿势角；小卫星：（体积更小、成本更低、性能更优）1 重量轻体积小2 研制周期短成本低3 发射敏捷启用速度快抗毁性强4 技术性能高遥感传感器及其成像原理传感器：收集系统、探测系统、信号转换系统、记录系统；成像类型：摄影方式；扫描方式升交点 ：卫星由南向北运行时与赤道面的交点 摄影方式遥感器：指经过透镜 组 ,按几何光学的原理聚

10、降交点 ：卫星由北向南运行时与赤道面的交点 焦构像, 用感光材料, 通过光化学反应直接感测和记录目近地点 ：卫星轨道离地球最近的点 标物反射的可见光和摄影红外波段电磁辐射能,在胶片或远地点 ：卫星轨道离地球最远的点 6 个轨道参数 打算卫星在空间的位置和外形：1 升交点赤经 2近地点角距 过近地点时刻 : 春分点 R逆时针方向到升交点K的弧长 : 从升交点 K沿轨道到近地点 A 的角距 3、t: 卫星 S与近地点 A 间的角距 ,也可用卫星像纸上形成目标物固化影像的遥感器 优点：空间辨论率高；成本低；易操作；信息量大 缺点：局限性大；0.31.3 m；影像畸变较严峻；成像受 气侯、光照；和大气

11、效应的限制；须回收胶片；影像形成 周期长无法实时观测；真近点角 v 表示又回扫描方式遥感器4 长半轴a: 轨道椭圆的长半径优点：可对全部五个大气窗口的电磁辐射进行探测可进行5 偏心率e: 轨道椭圆的偏心率多波段、超多波段遥感-波谱辨论率高输出电信号,可用磁带记录,可实时传输所获是辐射量的定量数据,便于校6 倾 角 i: 轨道平面与赤道平面的夹角周期：卫星在轨道上绕地球一周所需的时间；正和图像处理掩盖周期： 卫星从某点开头,经过一段时间飞行后,缺点：空间辨论率相对较低到该点用的时间；星下点 : 卫星质心与地心连线同地球表面的交点；地球资源和环境遥感的航天平台要求1 对全球表面进行周期性成像掩盖；

12、2 最大范畴地获得地球表面信息；3 保证在卫星通过北半球中纬度地区时有正确光照条件；4 同一地点、不同日期的成像地方时间、太阳光照角基本 一样；IFOV：瞬时视场角,及空间辨论率 MSS 多光谱扫描仪成像过程：1 从左至右 ,垂直飞行方向逐点扫描 ,得到一条相应于地面 的图像线 2 卫星向前运动, 其次次扫描得到其次条扫描线 在扫描一次的时间里卫星往前正好移动扫描线图像的地 面范畴,扫描线恰好连接；影像特点：几何特点是存在全景变形,空间辨论率为79m；卫星轨道特点波谱特点是Landsat1-3 有五个波段MSS4绿、MSS5红、1、近极地轨道 轨道倾角越大,掩盖地球表面的面积越大；MSS6 红

13、外 、MSS7 红外 、MSS8热红外 TM专题制图仪 Thematic Mapper：2、卫星轨道近圆形半个扫描周期,即单向扫描所用的时间为71.46ms,卫星作用是： 猎取图像有相近的比例尺；成像扫描仪具有固定正好飞过地面480m ,下半个扫描周期猎取的16 条图像线的扫描频率；3、与太阳同步轨道：作用（ 1）可使卫星通过同一纬度的平均地方时不变（2）有利于在正确光照条件下猎取高质量影像和多时相 影像色调对比正好与上半个扫描周期的图像线连接 TM 特点1、TM 中增加一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞行轨道MSS 扫描不垂直于飞行轨道）; 2、 来回双向都对地面扫描（MSS仅单向扫描） ；4

14、、可重复观测 卫星坐标的解算方法有：3、地面辨论率由 79 米到 30 米；4、波段由 5 个增加到 7 个；1、利用星历参数解算2、用 GPS测定5、有热红外通道TM6 ；60 米；卫星坐标、姿势的测量与解算：ETM 特点1、红外姿势测量仪1、增加了全色波段,辨论率为15 米; 利用地球与太空温差达287K 这一特点,以肯定的角频率,2、 采纳双增益技术使热红外波段的辨论率提高到周期地对太空和地球作圆锥扫描,依据热辐射能的相位变3、改进后太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%；化来测定姿势角；固体自扫描遥感器：-其2、恒星相机测定法以 CCD为探测元件的固体自扫描成像遥感器将恒星摄影机与对地

15、摄影机组装在一起,两者的光轴交角CCD电荷耦合器件：在 100 120 之间的某一个角度上；至少摄取 35 颗是一块有很多小的光电二极管构成的固态电子元件名师归纳总结 第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载 几何特点：垂直飞行方向的比例尺由小变大；造成山体前倾中的每个 CCD单元都能感受光线的强弱-并将光信号转变为与其相应强弱的微小电流-连续量的电模拟信号扫描过程 : 接收由 CCD传输来的电信号取样、量化 将这种强弱不断变化的连续电流转变为一连串的以电脉色调特点： 与入射角有关； 与地面粗糙程度有关；与地物的电特性

16、有关 其他特点：有较强的穿透才能INSAR（相干雷达） 就是利用 SAR在平行轨道上对同一地 区猎取两幅（或两幅以上）的单视复数影像来形成干涉,进而得到该地区的三维地表信息；遥感地面接收站 监控卫星运行, 接收遥感和遥测数据及对信息进行数据处理和贮存的地面设施冲表示的二进制数字A/D 转换 数字储备器；CCD三种主要功能 : 光电转换 -入射辐射在MOS电容 CCD元 上产生与光亮度成正比的电荷电荷积存 -当电压加到CCD电极上时 在硅层形成电位势阱-电荷在势阱内积存任务：接收、处理、存档、分发各种遥感数据电荷转移 -加高压形成深势阱, 加低压形成的势阱浅-电遥感图像波谱特性：遥感图像上波谱特

17、性差异；其响应荷可进行转移 -实现信号传输影像灰度或颜色差异；地面辨论率 取决于 CCD元的大小 固体自扫描成像遥感器特点：感测 波段内电磁辐射能量大小的反映 空间特性：. 一改光机扫描的逐点扫描为逐行扫描、逐面 是从外形学方面识别地物、测绘地图、 建立解译标志、 图扫描 -革除了机械部件 ,简化了结构 ,防止了因振动 像几何校正及增强处理的重要依据引起的噪声；.影像辨论率.光敏元同时曝光-延长了信号驻留时间 ,提高 指用显微镜观看时 ,1mm 宽度内能辨论出 的相间排列的了遥感器的灵敏度；黑白线对数.波谱响应范畴宽-硅光敏元可探测 0.41.1 m; .地面辨论率.无畸变、体积小、功耗低、寿

18、命长牢靠性强；指遥感影像上能辨论的地物间的最小距离SPOTHRV： -高辨论率可见光遥感器 成像特点 扫描影像常用遥感器探测单元的瞬时视场大小表示以“推扫 ”方式猎取沿轨道的连续图像条带 几何校正成像波 光 谱仪 : 遥感图像的几何变形 : 是一种兼具高空间辨论率和高波谱辨论率、谱像合一的新 是指图像上像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标型超多波段扫描成像遥感器 系等参考坐标系统中的对应坐标之间的差异；天线扫描成像遥感器（成像雷达）处理的目的和意义：是指用雷达一点一点地测量来自地球的回波信号,并以模 各种专题图的生产的预处理；保证多源遥感信息处理时几拟形式记录成图像或以数字形式记录在磁带上的

19、雷达系 何的一样性；利用遥感数据进行地图测图或更新也必需；统它必需相对于地面（探测目标） 运动, 即必需搭载在飞 产生缘由：机、卫星或航天飞机上 特点：有源主动、天线侧向扫描、能产生高辨论率影像 地面辨论率 :指在距离向或方位向辨论有相同反射特性两 个邻近目标间距的才能 方位向辨论率 Ra-航向方向 R = R = R/D1 传感器成像方式引起的图像变形 2 传感器外方位元素变化的影响 3 地势起伏引起的像点位移 4 地球曲率引起的图像变形 5 大气折射引起的图像变形 6 地球自转的影响距离向辨论率 Rr-垂直航向方向 遥感影像几何处理：真实孔径雷达工作原理 粗加工处理也称为粗订正,它仅做系统

20、误差改正；地面各点到飞机的距离不同,接收机接收到很多 信 号,精加工处理在粗加工处理的基础上 ,采纳地面掌握点的方以它们到飞机距离的远近,先后依序记录； 信号的强度与 法进一步提高影像的几何精度辐照带内各种地物的特性、外形和坡向等有关；掌握点的要求和猎取方法 : 斜距辨论率 Rd= c /2 要求 :影像上的明显地物点 ;影像中匀称分布 ; 地距辨论率 Rr= c sec /2 要满意肯定的数量要求波瓣角 在意义上与光学上的最小辨论角相近方法： GPS或野外测量；地势图上读取合成孔径侧视雷达（SAR）几何订正的方法有：图或地面坐标模拟线性天线阵, 应用多普勒效应和数据处理技术,用一1 多项式订

21、正法：个小天线合成一个大孔径天线 使方位辨论率提高几十至a 像素坐标的变换即将图像坐标转变为地几百倍；原理 : 用一个小天线作为单个辐射单元将此单元沿始终线不断 移动当移动一段距离 LS后,存贮的信号和实际天线阵列 诸单元所接收的信号特别相像b 对坐标变换后的像素亮度值进行重采样 2 共享方程订正法 3 基于小面元的微分订正 算法过程：图象特点点提取；预处理；粗匹配；几何条件约束的整体放松匹配；小面元微分订正方位辨论力 只与实际使用的天线孔径有关Rs=D 数字图像订正主要处理过程：侧视雷达图像：1 依据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数名师归纳总结 第 3 页,共 5 页- - -

22、- - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料3欢迎下载判读学模型； 2 依据所采纳的数字模型确定订正方案及公式4时空配准影响融合成效依据地面掌握点和对应像点坐标进行平差运算变换参数,评定精度； 4 对原始影像进行几何变换运算,像素亮度值光谱特性曲线用反射率与波长的关系表示重采样；影像镶嵌 ：多幅不同的图像连接拼在一起解决问题：响应曲线用密度或亮度值与波段的关系表示 判读标志：外形、大小、图形、阴影、位置、纹理、类型保证拼接后的图像反差一样,色调相近； 没有明显的接缝影响判读的因素：过程 ：图像的几何订正；搜寻镶嵌边；亮度和反差调整；平滑边界线 辐射校正辐射校正 ：

23、排除或改正成像过程中附加在传感器输出的辐 射能量中的各种噪声的过程；1 地物本身的复杂性；2 传感器特性的影响3、目视才能的影响 1空间辨论力 瞬时视场内所观看到的地面的大小称空间辨论力2几何辨论力辐射定标 ：是指建立遥感传感器的数字量化输出值DN 与假定像元的宽度为a,就地物宽度在3a海拉瓦 或至少在其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系；（康内斯尼） 时,能被辨论出来, 这个大小称为图像的几 何辨论力；肯定定标 ：通过各种标准辐射源,在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数 字量化值之间的定量关系3辐射辨论力 （传感器的探测才能）指传感器能区分两种辐射强度最小差

24、别的才能；相对定标 ：确定场景中各像元之间、各探测器之间、 各波4光谱辨论力谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值；辐射误差来源 ：传感器本身的性能引起的辐射误差；地势和光照条件变化引起的辐射误差；为光谱探测才能,它包括传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波段的波长范畴和间隔；光谱辨论率在遥感中的意义: 大气的散射和吸取引起的辐射误差；辐射校正流程 ：从遥感图像得到的 DN 值；传感器校正；经传感器校正的辐射值；地表辐射值； 大气校正； 太阳以.多波段光谱信息的利用大大开拓了遥感应用的领域；.多波段光谱信息的利用使专题讨论中波谱段的挑选针对 性越来越强；及地势校正；地物反射率确定大气模型；.在

25、图像处理中,多波段光谱信息的的利用可以提高分析大气校正流程： 地面场地数据或帮助数据；判读成效；利用波段特性来校正 直方图均衡的特点：5时间辨论力 指对同一地区重复猎取图像所需的时间间隔；1各灰度级所占图像的面积近似相等一个初步分类的判读步骤：2原图像上频率小的灰度级被合并判读预备；发觉目标；描述目标；识别和鉴定目标；清绘3假如输出数据分段级较小,就会产生和评判目标视觉成效；反差,同时也增遥感图像自动识别分类4增强图像上大面积地物与四周地物的“ 模式 ”是指某种具有空间或几何特点的东西；加图像的可视粒度. 哈达玛变换 实际是将坐标轴旋转了45的正交变换5详细增强成效不易掌握 ,只能全局均衡进行

26、直方图匹配的图像所需相像特性：比值变换 图像用作分类有很多优点,它可以增强土壤, 植被,水之间的辐射差别,压抑地势坡度和方向引起的辐射1图像直方图总体外形应类似；量变化；2）学习或训练2图像中黑与亮特点应相同；监督分类3对某些应用,图像的空间辨论率应相同；1）确定每个类别的样区4图像上地物分布应相同,特别是不同地区的图像匹配；K-L 变换特点 :变换后的主重量空间与变换前的多光谱空 间坐标系相比旋转了一个角度；新坐标系的坐标轴肯定指3）确定判别函数和相应的判别准就 4）运算未知类别的样本观测值函数值 5）按规章进行像元的所属判别向数据量较大的方向；分类过程：图像变换及特点挑选；几何意义是把原始

27、特点空间的特点轴旋转到平行于混合原始影像数据的预备集群结构轴的方向上去；目的 ：达到数据压缩、提高信噪比、提取相关信息、降维分类器的设计初始类别参数的确定；逐个像素的分类判别；形成分类编码图像；处理和提取原图像特点信息的目的；在规定的地输出专题图；图像融合 ：将多源遥感图像依据肯定的算法,监督分类精度影响因素：理坐标系, 将不同传感器猎取的遥感影像中所供应的各种信息进行综合 , 生成新的图像的过程；目的：提高对影像进行分析的才能 通过融合既提高多光谱图像空间辨论率,又保留其多光谱特性 ；多源遥感数据融合的问题1. 特点变换和特点挑选 2. 分类的类别数与实际是否相符 3. 训练样区的挑选 4

28、. 分类方法（判决函数和判决规章）监督法分类的优缺点1缺乏统一的数据融合模型优点： 依据应用目的和区域,有挑选的打算分类类别,避2缺乏对数据融合结果的有效评判手段免显现一些不必要的类别；第 4 页,共 5 页3信息量大 ,处理困难可以掌握训练样本的挑选；名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载可以通过检查训练样原来打算训练样本是否被精确分类,从而防止分类中的严峻错误 ,分类精度高；防止了非监督分类中对光谱集群的重新归类；分类速度快；缺点： 主观性； 由于图象中间类别的光谱差异,使得训练样本没有很好的代表性；训练样本的猎取和评估花费较多人力时间；只能识别训练中定义的类别；非监督分类 ：仅凭遥感影像地物的光谱特点的分布规律,即自然聚类的特性,进行“ 盲目 ”的分类；第 5 页,共 5 页名师归纳总结 - - - - - - -